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重力儲能發(fā)電的基本原理與抽水蓄能技術(shù)類似，儲能和發(fā)電的基本過程為：利用富裕電力提升重物，存儲勢能；在需要時通過釋放重物的勢能，經(jīng)轉(zhuǎn)換帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。根據(jù)國外目前相關(guān)資料報道，主要有活塞式重力儲能、懸掛式重力儲能、混凝土砌塊儲能塔和山地重力儲能4種重力儲能發(fā)電技術(shù)。

美國加州Gravity Power公司[31]提出的活塞式重力儲能基于抽水蓄能機(jī)組，利用豎井內(nèi)的重物活塞替代水體進(jìn)行儲能，如圖1所示。電力富裕時，由水泵水輪機(jī)抽水加壓，提升重物活塞，存儲能量，即水體不直接蓄能；發(fā)電時，重物活塞下落，其勢能傳遞給水流，由水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能帶動發(fā)電機(jī)工作。由于重物的密度比水大，在相同高差條件下可以提高發(fā)電水頭，增大能量密度；也就是說，與相同勢能的抽水蓄能電站相比，活塞式重力儲能發(fā)電技術(shù)可降低建設(shè)高度，減少對地理條件和水資源的依賴，便于電站選址和布置。該技術(shù)方案保留了抽水蓄能機(jī)組核心設(shè)備，抽水、發(fā)電的水泵水輪機(jī)技術(shù)成熟，效率較高，具有獨特優(yōu)勢。但重物活塞和豎井有些技術(shù)問題需要探討，如：技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的尺寸規(guī)模，二者之間的密封方案等，有待關(guān)注后續(xù)研究進(jìn)展。目前來看，活塞式重力儲能的容量有限，可能適合一些小型、短時的儲能。

原標(biāo)題：重力儲能發(fā)電基礎(chǔ)概念